Tài liệu Ứng dụng mô hình điện dung điện trở mở trộng để ước tính nhanh tổng lượng dầu khai thác từ vỉa bơm ép nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH VĂN THUẬN ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐIỆN DUNG – ĐIỆN TRỞ MỞ RỘNG ĐỂ ƯỚC TÍNH NHANH TỔNG LƯỢNG DẦU KHAI THÁC TỪ VỈA BƠM ÉP NƯỚC APPLICATION OF EXTENDED CAPACITANCE RESISTANCE MODELS TO ESTIMATE THE CUMULATIVE OIL PRODUCTION QUICKLY FROM THE WATERFLOODED RESERVOIR Chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 8520604 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2021 CÔNG TRÌNH HOÀN THÀNH TẠI: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG-HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Tạ Quốc Dũng Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Nguyễn Hữu Nhân Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Trần Vũ Tùng Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp. Hồ Chí Minh ngày 22 tháng 10 năm 2021. Thành viên Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 01. TS. Mai Cao Lân………………….-Chủ tịch 02. TS. Trần Trung Dũng……………..-Thư kí 03. TS. Nguyễn Hữu Nhân……………-Phản biện 1 04. TS. Trần Vũ Tùng…………………-Phản biện 2 05. TS. Tạ Quốc Dũng………………...-Ủy viên Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ TS. Mai Cao Lân L Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Nhiệm vụ luận văn ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và Tên : HUỲNH VĂN THUẬN Ngày, tháng, năm sinh: 24/6/1996 Chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí MSSV: 1870374 Nơi sinh: Trà Vinh Mã số: 8520604 1. Tên đề tài: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐIỆN DUNG – ĐIỆN TRỞ CHO VỈA BƠM ÉP NƯỚC TRON GIAI ĐOẠN THU HỒI DẦU THỨ CẤP APPLICATION OF CAPACITANCE - RESISTANCE MODELS FOR WATERFLOODED RESERVOIRS IN STAGE OF SECONDARY OIL RECOVERY 2. Nhiệm vụ và nội dung:  Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của các mô hình Điện dung - Điện trở, CRM (Capacitance – Resistance Models).  Phát triển mở rộng mô hình CRM cho vỉa bơm ép vẫn còn tồn tại nguồn năng lượng tự nhiên tác động gây nhiễu dữ liệu.  Thu thập số liệu đầu vào để áp dụng CRM mở rộng.  Áp dụng CRM mở rộng cho số liệu thu thập được (sử dụng Excel), sau đó phân tích và nhận xét kết quả.  Phân tích các số liệu biến thu được đưa ra đánh giá mức độ tương tác các giếng trong khu vực, từ đó đưa ra dự báo thích hợp cho giai đoạn tiếp theo.  Kết luận và kiến nghị.  Yêu cầu không có lỗi chính tả, lỗi trình bày. Cách trích dẫn tài liệu tham khảo theo đúng quy định. 3. Ngày giao nhiệm vụ: 01/06/2020. 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 03/08/2020. 5. Cán bộ hướng dẫn: TS. Tạ Quốc Dũng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) Tp. HCM, ngày…. tháng 3 năm 2022 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên) ii 75ѬӢ1*.+2$.Ӻ7+8Ұ7Ĉӎ$&+Ҩ79¬'Ҫ8.+Ë Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trong suốt suốt thời gian học tập tại Đại học Bách Khoa – ĐHQG TPHCM đã cung cấp khá nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu để em có thể hoàn thành khoá học và định hướng con đường tương lai phía trước. Để đạt được những thành tựu hiện tại, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người thân, quý thầy cô, anh chị, bạn bè,… đã giúp đỡ, hỗ trợ hướng dẫn em trong toàn bộ thời gian vừa qua. Xin gửi lời cảm ơn đến tập thể thầy cô trường Đại học Bách Khoa đặc biệt là tập thể thầy cô giáo Khoa Kỹ Thuật Địa Chất và Dầu Khí, những người luôn tận tuỵ hướng dẫn cho các học viên phương hướng nghiên cứu cũng như định hướng nghiên cứu hiệu quả cho mỗi cá nhân. Xin được bài tỏ lòng biết ơn đặc biệt đến Thầy TS. Tạ Quốc Dũng, Người đã hỗ trợ em về mọi mặt để có thể hoàn thành khóa học một cách tốt nhất. Người truyền cảm hứng, định hướng đề tài, phương hướng nghiên cứu hiệu quả, luôn quan tâm giúp đỡ cung cấp những kiến thức bổ ích, tài liệu, kinh nghiệm quý báu để em có thể hoàn thành luận văn. Mô hình Điện dung – Điện trở trong bơm ép nước là một đề tài tương đối mới trong dự án khai thác dầu ở nước ta. Để nghiên cứu phương pháp này đòi hỏi phải có sự tiếp cận các tài liệu nước ngoài, cũng như những dữ liệu mỏ có sự khác biệt lớn so với Việt Nam. Ngoài ra để thực hiện, đánh giá toàn diện mô hình này quả là điều khá khó khăn. Vì thế, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp thêm từ quý thầy cô và bạn bè để luận văn được hoàn thiện hơn. Học viên thực hiện Huỳnh Văn Thuận iii Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Tóm tắt luận văn TÓM TẮT LUẬN VĂN Phương pháp Điện dung – Điện trở được xây dựng dựa trên phương trình liên tục và phương trình lưu lượng khai thác. Trong giải pháp này có xem xét đến độ giãn nở vật chất vỉa. Mô hình CRM được xây dựng từ mối liên hệ tương tự giữa vỉa dầu và mạch điện dao động RC trong môi trường dẫn. Để có thể xây dựng được mô hình CRM, cần xác định hai biến chính là hằng số thời gian - Time constant và hệ số kết nối Connectivity của từng cặp giếng bơm ép – khai thác. Giải pháp CRM có bốn mô hình giải quyết cho các quy mô kiểm soát khác nhau: 1) CRMT- Single tank representation of a field by the CRM, kiểm soát trên khu vực toàn mỏ, 2) CRMP - Producer base representation of the CRM, kiểm soát trên hệ thống một giếng khai thác và nhiều giếng bơm ép xung quanh, 3) CRMIP - Injectorproducer base representation of the CRM, kiểm soát chỉ cho một giếng bơm ép và một giếng khai thác 4) ICRM – Integrated capacitance – resistance model, ước tính nhanh tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn theo thời gian. Đồng thời, ở đây còn đưa ra các mô hình tỷ số dòng (Fractional flow model) – FFM, đặc biệt là mô hình tỷ số dòng Gentil để xác định lưu lượng dầu từ lưu lượng tổng được dự báo từ CRM. Các mô hình CRM gốc và các cải biến đa phần tập trung vào vỉa đã cạn kiệt nguồn năng lượng tự nhiên (mature reservoir), giai đoạn khai thác sơ cấp (primary recovery) không còn đủ năng lượng để đẩy dầu lên bề mặt. Tuy nhiên chưa đề cập giải quyết cho vỉa bơm ép nước trong giai đoạn thu hồi dầu còn tác động gây nhiễu từ các nguồn năng lượng khác trong vỉa. Xuất phát từ vấn đề này, nghiên cứu đề xuất mô hình giếng ảo – mô hình CRM mở rộng (CRMe), cụ thể trong mô hình CRM chúng tôi sẽ đưa vào một giếng ảo đại diện cho nguồn năng lượng tự nhiên của vỉa còn tồn đọng trong giai đoạn bơm ép nước. Bằng việc xem lưu lượng bơm ép giếng ảo là biến cùng với hằng số thời gian và hệ số kết nối cho phép đánh giá được ảnh hưởng của năng lượng tự nhiên vỉa, cũng như có thể phân tách ra riêng biệt hai nguồn năng (bơm ép và tự nhiên), từ đó làm rõ ảnh hưởng của các giếng bơm ép thực để đánh giá hiệu quả của các giếng này. Ngoài ra dựa vào các thông số biến giếng ảo thu được để đánh giá tìm năng, năng lượng tự nhiên của mỏ cũng như của từng giếng khai thác. iv Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Tóm tắt luận văn Để đáp ứng nhu cầu tận dụng hết các thông số có sẵn, đặc biệt là tổng lượng nước bơm ép cộng dồn cho việc tính toán nhanh tổng lượng dầu khai thác. Luận văn đã đề xuất giải pháp mới dựa trên cơ sở phương trình phi tuyến, biểu thị mối liên hệ giữa tỷ số lưu lượng nước trên lưu lượng dầu – WOR và tổng lượng nước bơm ép cộng dồn – Wi của tác giả Gentil. Cơ sở cho việc ước tính nhanh nguồn lợi nhuận thu được của mỏ nói chung và của từng giếng nói riêng. Dựa trên các lý thuyết CRM mở rộng trên, luận văn vận dụng vào vỉa X thuộc bồn trũng Cửu Long, Việt Nam. Vỉa X gồm có 4 giếng khai thác và 2 giếng bơm ép, vỉa đang ở trạng thái chưa bão hòa, tức trong vỉa chỉ tồn tại hai pha dầu và nước. Kết quả thu được từ các mô hình CRMe là khá sát với dữ liệu thực tế cũng như đưa ra các đánh giá cụ thể về sự biến động nguồn năng lượng tự nhiên theo thời gian. Dựa trên kết quả các thông số biến vừa xác định được, sử dụng kết hợp với Gentil mở rộng và đưa ra ước tính tổng lượng dầu cộng dồn cũng khá sát với thực tế. Tóm lại, phương pháp tính toán nhanh Điện dung – Điện trở mở rộng là một giải pháp mở rộng ứng dụng CRM cho vỉa, đánh dấu bước cải tiến trong công tác dự báo khai thác cho vỉa bơm ép nước tại Việt Nam. v Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Abstract ABSTRACT The Capacitance - Resistance models are built on the continuity and material balance equations. In this solution, the material expansion in reservoirs is considered. The CRM model is researched from the equivalence between oil reservoir systems and RC circuits in a conductive medium. To build CRMs, it is necessary to determine two main variables: the time constant and the connectivity of each injector – producer pair. There are four original models for different control scales in the CRM solution: 1) CRMT - Single tank representation of a field by the CRM, controlling the entire field, 2) CRMP - Producer base representation of the CRM , controlling for a producer and surrounding multiple injectors, 3) CRMIP - Injector-producer base representation of the CRM, controlling for just each producer – injector pair 4) ICRM - Integrated capacitance - resistance model, estimate the accumulated fluid quickly. In addition, Fractional flow model - FFM, especially the Gentil flow ratio model are provided to determine the oil rate from the fluid rate forecasted by the CRMs. The original and modified CRM models mostly focus on a reservoir that has been exhausted its natural energy source (mature reservoir), the primary recovery phase does not have adequate energy to push oil flow to the surface. However, it is not mentioned to solve the problem of the waterflooded reservoir in the oil recovery period, which also causes interference from other energy sources in the reservoir. For this problem, the study proposes a model - an extended CRM model (CRMe). Specifically in the CRMe, we will put a pseudo injection well that represents the backlog of natural energy in the water injection stage into original CRM. By considering the flow of pseudo well as a variable together with the time constant and the connection coefficient, it is possible to evaluate the effects of natural energy, as well as being able to separate the two sources of energy (injection and natural), thereby clarifying the effects of actual injectors to evaluate the efficiency of these vi Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Abstract wells. In addition, based on the obtained pseudo well variable parameters to evaluate natural energy of the reservoir as well as each producer. To take advantage of available parameters, especially the volume of cumulative water injection for the quick calculation of the total oil production. This thesis proposes a new solution based on the nonlinear equation, which shows the relationship between the ratio of water flow to oil flow - WOR and the cumulative amount of pumped water - Wi by Gentil. The basis for a quick estimate of the profit earned from the reservoir and each producer Based on the above CRMe theories, the thesis applies these models into reservoir X in Cuu Long basin, Vietnam. Reservoir X consists of 4 producers and 2 injectors. The reservoir is in an unsaturated state, which there exist only two phases of oil and water. The results obtained from the CRMe models are quite close to the actual data and give specific evaluations of the variation of natural energy sources over time as well. Depending on the results of the variable parameters have just been determined, which was used in conjunction with Gentil Extensions and estimated total oil accumulation is quite close to reality. In summary, the rapid calculation of the extended capacitance-resistance model is a solution to expand CRM application for oil reservoirs, marking an improvement in the exploitation forecasting for waterflooded reservoirs in Vietnam. vii Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Lời cam đoan luận văn thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN LUẬN VĂN THẠC SĨ Tôi là Huỳnh Văn Thuận, học viên khóa 2018, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, chuyên ngành Kỹ Thuật Dầu Khí, xin cam đoan: 1. Đây là luận văn do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy TS. Tạ Quốc Dũng. 2. Công trình này không trùng lặp với bất kỳ nghiên cứu nào khác đã được công bố tại Việt Nam và thế giới. 3. Các số liệu và thông tin trong nghiên cứu là hoàn toàn chính xác, trung thực và khách quan, đã được xác nhận và chấp thuận của cơ sở nơi nghiên cứu. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những cam kết này. TP. HCM, tháng 03 năm 2022 Huỳnh Văn Thuận viii Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Mục lục MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ............................................................. i i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... iii TÓM TẮT LUẬN VĂN........................................................................................ iv ABSTRACT .......................................................................................................... vi LỜI CAM ĐOAN LUẬN VĂN THẠC SĨ ......................................................... viii MỤC LỤC............................................................................................................. ix DANH SÁCH HÌNH ẢNH .................................................................................. xii DANH SÁCH BẢNG BIỂU ............................................................................... xiv DANH MỤC VIẾT TẮT ..................................................................................... xv PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ........................... 5 1.1. Giới thiệu.......................................................................................................... 5 1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu ................................................................... 5 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................... 5 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước........................................................... 14 1.3. Nguồn gốc mô hình CRM ............................................................................... 16 1.4. Kết luận .......................................................................................................... 17 CHƯƠNG 2. CÁC MÔ HÌNH ĐIỆN DUNG - ĐIỆN TRỞ ............................... 18 2.1. Giới thiệu........................................................................................................ 18 2.2. Cơ sở lý thuyết ............................................................................................... 18 2.2.1. Mối liên hệ giữa mạch điện RC và mô hình CRM ................................. 18 2.2.2.Các thông số cơ bản của mô hình CRM.................................................. 20 ix Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Mục lục 2.2.3. Phương trình cơ sở ................................................................................ 22 2.3. Các mô hình Điện dung – Điện trở ................................................................. 23 2.3.1. CRMT – Kiểm soát cho toàn mỏ ........................................................... 24 2.3.2. CRMP – Kiểm soát cho một giếng khai thác và nhiều giếng bơm ép xung quanh .............................................................................................................. 26 2.3.3. CRMIP – Kiểm soát từng cặp giếng bơm ép – khai thác........................ 29 2.3.4. ICRM – Kiểm soát tổng lưu lượng cộng dồn. ........................................ 31 2.4. Mô hình tỷ số dòng thực nghiệm..................................................................... 33 2.4.1. Mô hình xác định lưu lượng dầu - Gentil (2005).................................... 34 2.4.2. Mô hình xác định tổng lượng dầu khai thác cộng dồn............................ 35 2.5. Kết luận .......................................................................................................... 37 CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH ĐIỆN DUNG-ĐIỆN TRỞ MỞ RỘNG ...................... 39 3.1. Giới thiệu........................................................................................................ 39 3.2. Mô hình CRM sửa đổi – Altaheini .................................................................. 39 3.2.1. Sự xuất hiện của tầng nước đáy trong vỉa bơm ép nước ......................... 39 3.2.2. Giải pháp............................................................................................... 40 3.3. Mô hình CRM mở rộng .................................................................................. 40 3.3.1. Mô hình CRMP mở rộng - CRMPe ....................................................... 41 3.3.2. Mô hình CRMIP mở rộng - CRMIPe .................................................... 43 3.3.3. Mô hình ICRM mở rộng - ICRMe ......................................................... 44 3.4. Mô hình thực nghiệm tỷ số dòng Gentil mở rộng. ........................................... 45 3.5.Quy trình tính toán........................................................................................... 49 3.6. Kết Luận ......................................................................................................... 50 CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CÁC MÔ HÌNH CRM VÀO VỈA X ...................... 51 x Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Mục lục 4.1. Giới thiệu........................................................................................................ 51 4.2. Ứng dụng mô hình CRM cho vỉa X. ............................................................... 51 4.2.1. Dữ liệu vỉa ............................................................................................ 51 4.2.2. Xây dựng mô hình CRMT sửa đổi cho vỉa X......................................... 54 4.2.3. Xây dựng mô hình CRMP cho vỉa X ..................................................... 56 4.2.4. Xây dựng mô hình ICRMe cho vỉa X. ................................................... 65 4.3. Dự báo nhanh tổng lượng dầu cộng dồn.......................................................... 72 4.4. Kết luận .......................................................................................................... 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 79 PHỤ LỤC ............................................................................................................. 81 xi Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Danh sách hình ảnh DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1.Mạng lưới điện dung - điện trở [9]. ........................................................ 16 Hình 2.1.Mô hình thủy lực vỉa [10]. ...................................................................... 18 Hình 2.2.Sơ đồ mạch điện RC đơn giản [1]. .......................................................... 20 Hình 2.3.Biến đổi điện áp trên tụ theo thời gian. ................................................... 20 Hình 2.4.Lưu lượng bơm ép biến đổi và lưu lượng khai thác phản hồi [1] ............ 21 Hình 2.5.Mô hình Điện dung - Điện trở [14]. ........................................................ 23 Hình 2.6.Mô hình minh hoạ mỏ gồm một giếng bơm ép và một giếng khai thác. .. 24 Hình 2.7.Mô hình minh hoạ vùng vỉa xem xét bằng CRMP [14]. .......................... 27 Hình 2.8.Sơ đồ mình hoạ vùng kiểm soát giữa giếng bơm ép i và giếng khai thác j [14]........................................................................................................................ 29 Hình 2.9.Mối liên hệ giữa log (Wp) và Np [17]. ................................................... 35 Hình 2.10.Mối liên hệ giữa WOR cộng dồn và tổng lượng dầu khai thác cộng dồn [17]........................................................................................................................ 36 Hình 3.1.Mô hình minh họa vỉa với tầng nước đáy. .............................................. 39 Hình 3.2.Mô hình minh hoạ vỉa bằng CRMPe....................................................... 41 Hình 3.3.Mô hình minh họa CRMIPe. .................................................................. 43 Hình 3.4.Quy trình tính toán. ................................................................................ 49 Hình 4.1.Mô hình 2D độ bão hòa dầu của vỉa X. ................................................... 51 Hình 4.2. Mô hình 3D vỉa X ................................................................................. 52 Hình 4.3. Lưu lượng bơm ép tổng. ........................................................................ 52 Hình 4.4. Lưu lượng dầu và chất lưu thu được từ vỉa. ........................................... 52 Hình 4.5. Lưu lương chất lưu và lưu lượng dầu thực tế ở các giếng khai thác. ...... 53 xii Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Danh sách hình ảnh Hình 4.6. Lưu lượng chất lưu khai thác được ước tính từ mô hình CRMT (R2 = 0.93). ..................................................................................................................... 54 Hình 4.7. Đồ thị Ln(WOR) - Ln(CWI) cho vỉa .................................................... 55 Hình 4.8. Lưu lượng dầu ước tính dựa trên mô hình thực nghiệm tỷ số dòng Gentil. ................................................................................................................... 55 Hình 4.9. Lưu lượng khai thác ở các giếng theo mô hình CRMP sửa đổi. ............. 57 Hình 4.10. Lưu lượng khai thác ở các giếng theo CRMP mở rộng. ....................... 59 Hình 4.11. Watercut ở các giếng ........................................................................... 60 Hình 4.12. Biến đổi nguồn năng lượng tự nhiên theo thời gian.............................. 60 Hình 4.13. Đồ thị Ln(CWI) - Ln(WOR) ở các giếng khai thác. ............................. 62 Hình 4.14. Lưu lượng dầu được ước tính theo mô hình Gentil và CRMP. ............. 63 Hình 4.15. Lưu lượng chất lưu cộng dồn theo thời gian. ....................................... 67 Hình 4.16. Lưu lượng bơm ép của giếng bơm ép giả định. .................................... 68 Hình 4.17. Đồ thị Ln(WOR*) - (Wi). .................................................................... 68 Hình 4.18. Tổng lượng dầu khai thác cộng dồn ..................................................... 69 Hình 4.19. Tổng lượng dầu cộng dồn của vỉa. ....................................................... 70 Hình 4.20. Lưu lượng bơm ép giếng bơm ép giả định theo ICRMe và CRMPe. .... 72 Hình 4.21. Dự báo lượng dầu khai thác cộng dồn.................................................. 73 xiii Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Danh sách bảng biểu DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2.1.Mối liên hệ giữa các thông số mạch điện RC và mô hình CRM [10]. ..... 19 Bảng 4.1. Thời gian hoạt động của các giếng. ....................................................... 53 Bảng 4.2. Hệ số kết nối theo CRMP sửa đổi.......................................................... 56 Bảng 4.3. Hệ số kết nối và hằng số thời gian theo CRM mở rộng.......................... 58 Bảng 4.4. Các thông số thực nghiệm của từng giếng khai thác. ............................. 62 Bảng 4.5. Các thông số biến CRMP sửa đổi và CRMPe ........................................ 64 Bảng 4.6. Hệ số kết nối và hằng số thời gian ở các giếng khai thác theo ICRMe ... 66 Bảng 4.7.Các thông số thực nghiệm theo Gentil mở rộng. ..................................... 69 Bảng 4.8. So sánh kết quả CRMPe và ICRMe....................................................... 71 xiv Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Danh mục viết tắt DANH MỤC VIẾT TẮT CRM Mô hình điện dung- điện trở, Capacitance-resistance model. ICRM Mô hình điện dung-điện trở kết hợp, Integrated capacitance resistance model. CRMP Mô hình điện dung-điện trở cho một giếng khai thác, Capacitanceresistance model for producer. CRMIP Mô hình điện dung-điện trở cho từng cặp giếng bơm ép-khai thác, Injector-producer base representation of the CRM. CRMPe Mô hình CRMP mở rộng, Extended Capacitance-resistance model for producer. CRMIPe Mô hình CRMIP mở rộng, Extended injector-producer base representation of the CRM. ICRMe Mô hình ICRM mở rộng, The extension of the integrated capacitance resistance model. qj(t) Tổng lưu lượng khai thác (cả dầu và nước) của giếng khai thác j ở thời điểm t (bbl/d). Ii(t) Lưu lượng bơm ép của giếng i ở thời điểm t (bbl/d). fij Hệ số kết nối giữa giếng bơm ép i và giếng khai thác j. 𝛕𝐣 Hằng số thời gian của giếng j (day). Jj Hệ số năng suất của giếng j (bbl/day/psi). ni Tổng số giếng bơm ép. 𝐖𝐢𝐭 Tổng lượng nước bơm ép cộng dồn từ lúc đầu đến thời điểm t, bbl. 𝐐𝐭𝐩 Tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn từ đầu đến thời điểm t, bbl. 𝐏(𝐭) Áp suất trung bình vỉa ở thời điểm t, psi. xv Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT 𝐏(𝐭 𝟎 ) Áp suất trung bình vỉa ở thời điểm ban đầu t0, psi. 𝐝𝐩 Độ biến thiên áp suất trung bình vỉa, psi. Qp Tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn, bbl; Np Tổng lượng dầu khai thác cộng dồn, bbl Wi Tổng lượng nước bơm ép cộng dồn, bbl. bbl Thùng dầu 158,987 lít Danh mục viết tắt xvi Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Phần mở đầu PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Mô hình Điện Dung – Điện Trở (CRM) là giải pháp đưa ra dự báo nhanh cho các vỉa thu hồi dầu bằng phương pháp bơm ép nước. Giải pháp mới này đa phần tập trung vào các vỉa có nguồn năng lượng tự nhiên hầu như cạn kiệt. Tuy nhiên trong thực tế, việc thực hiện áp dụng phương pháp này ở một số vỉa bơm ép nước sớm, còn chịu tác động của năng lượng tự nhiên trong cơ chế năng lượng chung của vỉa. Vì thế việc điều chỉnh mô hình CRM cho các vỉa này là rất cần thiết. Nhằm có thể mở rộng phạm vi ứng dụng cho CRM nói chung, cũng như giúp các kỹ sư khai thác có thêm lựa chọn mô hình dự báo. Xuất phát từ ý tưởng trên, tác giả đã quyết định lựa chọn đề tài “ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐIỆN DUNG – ĐIỆN TRỞ MỞ RỘNG ĐỂ ƯỚC TÍNH NHANH TỔNG LƯỢNG DẦU KHAI THÁC TỪ VỈA BƠM ÉP NƯỚC” cho luận văn này. 2. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu Mục tiêu: Tìm hiểu về nguồn gốc, phạm vi ứng dụng, hạn chế của các mô hình Điện dung – Điện trở hiện tại. Nắm rõ quy trình xây dựng CRM và đưa ra dự báo khai thác cho các giếng. Phát triển mở rộng ứng dụng các mô hình CRM cho các vỉa có cơ chế khai thác đặc biệt. Đối tượng nghiên cứu: Xem xét mở rộng phạm vi ứng dụng mô hình CRM cho vỉa bơm ép nước trong giai đoạn đầu thu hồi dầu thứ cấp bị tác động gây nhiễu. Ứng dụng mô hình CRM mở rộng vào vỉa thực tế tại Việt Nam. 3. Nhiệm vụ của nghiên cứu  Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của các mô hình Điện dung - Điện trở, CRM (Capacitance – Resistance Models).  Phát triển mở rộng mô hình CRM cho vỉa bơm ép vẫn còn tồn tại nguồn năng lượng tự nhiên tác động gây nhiễu dữ liệu.  Thu thập số liệu đầu vào để áp dụng CRM mở rộng. 1 Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT  Phần mở đầu Áp dụng CRM mở rộng cho số liệu thu thập được (sử dụng Excel), sau đó phân tích và nhận xét kết quả.  Phân tích các số liệu biến thu được, từ đó đưa ra đánh giá mức độ tương tác các giếng trong khu vực, và dự báo cho giai đoạn tiếp theo.  Kết luận và kiến nghị.  Yêu cầu không có lỗi chính tả, lỗi trình bày. Cách trích dẫn tài liệu tham khảo theo đúng quy định. 4. Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu liên quan đến vấn đề ứng dụng CRM trong bơm ép nước: các sách nước ngoài, các luận văn thạc sĩ, tiến sĩ của các trường đại học trong và ngoài nước…. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, số liệu cần sử dụng, tham khảo ý kiến của các anh chị, tiếp thu sự hướng dẫn của thầy, cô hướng dẫn và thầy cô giảng dạy các môn có liên quan đến đề tài đang tìm hiểu. Đồng thời gặp thầy hướng dẫn thường xuyên để đảm bảo được tiến độ nghiên cứu. Ứng dụng Solver trong Excel để tính toán các thông số biến trong CRM đồng thời sử dụng các phần mềm trong lĩnh vực dầu khí có liên quan đến bơm ép nước để chạy mô phỏng và đưa ra các so sánh với giải pháp tính toán nhanh, từ đó đánh giá sai sót, sửa chữa và đưa ra kết quả chính xác nhất. 5. Ý nghĩa thực tiễn và lý thuyết Ý nghĩa lý thuyết: Nghiên cứu có tính mới, tính đóng góp về lý thuyết như sau:  Nghiên cứu là sự phát triển mở rộng ứng dụng mô hình CRM cho vỉa bơm ép nước, chịu tác động gây nhiễu của năng lượng tự nhiên.  Đánh giá tiềm năng cũng như sự sụt giảm năng lượng tự nhiên theo thời gian ở các giếng khai thác.  Phân tách rõ giữa nguồn năng lượng tự nhiên và nguồn năng lượng bơm ép thực tế, để hiểu rõ hơn mức độ ảnh hưởng cụ thể của từng giếng bơm ép đến các giếng khai thác. 2 Huỳnh Văn Thuận 1870374 – HCMUT Phần mở đầu  Mở rộng mô hình Gentil cho việc ước tính tổng lượng dầu khai thác cộng dồn thu được, dựa trên tổng lượng nước bơm ép cộng dồn và tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn.  So sánh mô hình CRM mở rộng trong nghiên cứu này với các giải pháp cải tiến trước. Ý nghĩa thực tiễn: Luận văn là nguồn tài liệu tham khảo, cơ sở để tiếp tiếp tục phát triển cải tiến mô hình CRM. Mở ra một phương pháp mới để đa dạng hóa lựa chọn dự báo khai thác cho các vỉa tại Việt Nam. 6. Cấu trúc nghiên cứu Cấu trúc luận văn được chia làm 4 phần chính: Chương 1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu Mô hình CRM là một giải pháp tương đối rẻ và hiệu quả trong công tác dự báo khai thác cho các mỏ thu hồi dầu thứ cấp bằng bơm ép nước. Tuy nhiên khi ứng dụng mô hình CRM cho các vỉa thực tế thì có rất nhiều vấn đề xuất hiện. Vì thế cần có sự điều chỉnh và mở rộng phạm vi ứng dụng CRM cho các vỉa có cơ chế năng lượng phức tạp. Trong nội dung này sẽ trình bày một số cải tiến cho mô hình CRM trong những năm gần đây, đó là các nghiên cứu tại các trường đại học trong và ngoài nước. Chương 2. Các mô hình Điện dung – Điện trở. Phương pháp Điện dung – Điện trở bao gồm ba mô hình cơ bản được phát triển dựa trên quy mô cần dự báo: 1) CRMT - Kiểm soát trên toàn bộ mỏ, xem toàn bộ mỏ ứng với một giếng khai thác giả định và một giếng bơm ép giả định, 2) CRMP - Kiểm soát cho hệ thống nhiều giếng bơm ép xung quanh một giếng khai thác, 3) CRMIP Kiểm soát cho từng cặp giếng bơm ép và giếng khai thác trong hệ thống mỏ. Ngoài ra trong chương này cũng sẽ giới thiệu thêm mô hình ICRM – Ước tính tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn theo thời gian cho vỉa bơm ép trong giai đoạn thu hồi dầu sơ cấp và mô hình Gentil để ước tính lưu lượng dầu theo thời gian nhằm sử dụng kết hợp với các mô hình CRM cơ bản. 3